Calculați valorile PK și pKb - StudyHelp învățare online

Dacă luăm în considerare doi acizi diferiți cu aceeași concentrație, aceștia pot avea în continuare valori de pH diferite. De ce este asta?

valorile

Acest lucru se datorează faptului că unii acizi sunt mai puternici decât alții, astfel încât pot renunța mai ușor la protoni. Desigur, există și o variabilă aici care ne spune despre asta.

Este valoarea constantă a acidului KS sau valoarea pKS. Constanta acidului, ca și produsul ionic al apei, este derivată din MWG și este o măsură a modului în care „cu bucurie” un acid dă un proton apei.

Dacă aplicăm din nou MWG aici, obținem următoarea constantă de echilibru:

Și aici, ca și în cazul produsului ionic al apei, putem considera că concentrația apei este aproximativ constantă (deoarece există atât de multe disponibile încât concentrația apei se schimbă cu greu cu cantitatea mică de acid) și o compensăm cu constanta de echilibru:

Dacă acum aplicăm logaritmul decadic negativ la constanta acidă, ca și în calculul valorii pH-ului, obținem valoarea pKa. În același mod putem da valoarea pKB ca măsură a forței unei baze. Valoarea este o măsură a modului în care „cu plăcere” o bază ia un proton din apă.

Cu ajutorul valorilor pKS și pKB, putem compara acum acizi sau baze diferite în ceea ce privește puterea lor.

  • Cu cât valoarea pKa este mai mică, cu atât acidul este mai puternic.
  • Cu cât valoarea pKB este mai mică, cu atât baza este mai puternică.

Primii patru acizi renunță complet la protoni, adică are loc o protoliză completă (putem spune, de asemenea, că acidul se disociază complet). Prin urmare, echilibrul este pe dreapta. Cu cât cobori mai departe în tabel, cu atât valorile pKa sunt mai mari și, prin urmare, acizii sunt mai slabi. Tabelul prezintă, de asemenea, perechile acid-bază corespunzătoare.

Devine clar că baza corespunzătoare este mai slabă cu cât acidul este mai puternic. Reversul este, de asemenea, adevărat: cu cât o bază este mai puternică, cu atât este mai slab acidul corespunzător.

Există chiar o relație foarte specifică între valoarea pKa a unui acid și valoarea pKB a bazei corespunzătoare:

Dacă aplicăm logaritmul decadic negativ aici, obținem:

\ începe
pK_ \ text + pK_ \ text= 14
\Sfârșit

Deci, dacă se cunoaște valoarea pKa a unui acid, putem folosi formula pentru a calcula valoarea pKB a bazei corespunzătoare.

Dacă ne uităm la bazele din tabel, putem vedea că cele patru baze inferioare sunt foarte puternice, deoarece ocupă complet protoni. Aceasta înseamnă că toate particulele de bază ocupă un proton.

Acum ne putem întreba de ce este atât de important dacă un acid sau o bază este puternic sau slab. Acest lucru este important mai ales atunci când vrem să calculăm pH-ul unei soluții. Pentru a face acest lucru, trebuie să putem clasifica corect valorile pKS și pKB.

Pentru a clasifica corect puterea acizilor și a bazelor, următoarele valori sunt relevante pentru noi:
\ începe
\ începe
pK_ \ text 4.75 & slab \ acid & \ quad pK_ \ text > 4.75 și slab \ Baza
\Sfârșit
\Sfârșit

Calculul valorii pH-ului acizilor și bazelor de diferite concentrații

Acizi tari

Dacă valoarea pKa a unui acid este mai mică de 1,5, este un acid puternic. Atunci putem presupune că protoliza este aproape completă. Prin urmare, toate particulele de acid renunță la protoni în apă, prin care concentrația ionilor de oxoni este aproximativ aceeași cu concentrația inițială de acid.

Deci putem calcula valoarea pH-ului după cum urmează:

Acizi slabi

În cazul acizilor slabi, doar foarte puține particule de acid își eliberează protonii în apă. Prin urmare, concentrația acidului se schimbă cu greu din cauza protolizei, adică c (HA) ≈ c0 (HA). Concentrația ionilor de oxoniu este la fel de mare ca și concentrația bazei corespunzătoare, deoarece pentru fiecare particulă acidă care degajă un proton se produce un ion oxoniu și o particulă a bazei corespunzătoare, adică c (H3O +) = c (A−) Dacă puneți aceste două relații în MWG, veți obține următoarea ecuație:

Pentru a găsi pH-ul avem nevoie de concentrația ionilor de oxoniu, deci rezolvăm ecuația pentru concentrație:

Deci putem calcula valoarea pH-ului după cum urmează:

\ începe
pH = \ frac \ cdot \ left (\ text

K_ \ text - lg \ (c_0 () \ right))
\Sfârșit

Baze puternice

Cu baze puternice, putem folosi aceeași formulă ca și acizii puternici. Atenție: Dacă calculăm logaritmul decadic negativ al concentrației inițiale a bazei, nu obținem valoarea pH-ului, ci valoarea pOH, deoarece reacția unei baze cu apă nu produce ioni oxoniu, ci ioni hidroxid. Dar aceasta nu este o problemă, deoarece cu ajutorul valorii pOH putem calcula valoarea pH-ului, și anume din nou cu ajutorul produsului ionic al apei. Deoarece acest lucru are ca rezultat următoarea relație între pH și pOH:
\ începe
\ text + \ text < pOH >= 14
\Sfârșit

Valoarea pH-ului bazelor puternice poate fi calculată după cum urmează:
\ începe
pH = 14 + \ lg \ left (c_0 (>) \ right)
\Sfârșit

Baze slabe

Chiar și în cazul bazelor slabe, calculul valorii pH-ului funcționează cu aceeași formulă ca și în cazul acizilor slabi, doar că trebuie să fim atenți ca valoarea pOH să fie calculată mai întâi. Din aceasta calculăm valoarea pH-ului. Următoarea formulă rezultă aici:

\ începe
pH = 14 - \ frac \ cdot \ left (\ text

K_ \ text - c_0 () \ dreapta)
\Sfârșit

4.20 din 5 puncte pe baza a 174 voturi exprimate.